JPH01252646A - ポリオレフィン樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリオレフィン樹脂組成物に関し、詳しくはガ
ラス繊維の破損を抑え、タルクの均一分散を簡便な混練
方法で可能とし、しかも機械的強度、特に曲げ弾性率な
どを向上させたポリオレフィン樹脂組成物に関する。

従来より、ポリプロピレン樹脂などの機械的強度および
そりなどを改良するために、ガラスｉａ　維とタルクを
配合することが知られている。しかしながら、タルクが
ｔａ細であるため、混練機に供給する際にブリッジ現象
を起こしたり、またガラス繊維の破損を防ぐような低剪
断で混練すると、タルクが分散不良となり、一方高剪断
で混練すると、タルクの分散は良くなるが、ガラス繊維
が破損し、十分な強度を発揮できないなどの問題があっ
た。この問題を解決するために、ポリプロピレン樹脂と
タルクを高剪断で混練してタルクな分散させた後、ガラ
スの破損を防止するためガラス繊維を低剪断で混練する
二段階の混練が行なわれている。しかし、この二段階混
練では二度の熱作用を受けるため、樹脂の熱劣化が生じ
たりするほか、この方法は経済的にも好ましいものでは
ない。

そこで本発明者らは一段階混練でタルクの分散が均一で
機械的強度の向上したポリオレフィン樹脂を開発すべく
研究した結果、ポリプロピレン樹脂に特定の処理を施し
たタルク、ガラス繊維および変性ポリオレフィンを配合
することにより、目的とする樹脂組成物が得られること
を見い出し、これに基づいて本発明を完成した。

すなわち本発明は、（ａ）ポリプロピレン樹脂（以下、
（ａ）成分という。）、（ｂ）ガラス繊維（以下、（ｂ
）成分という。）および（ｃ）平均粒子径０．５〜１０
μのタルクをポリエチレンで被覆した顆粒状タルク（以
下、（ｃ）成分という。）よりなる樹脂組成物（以下、
（Ａ）成分という。）１００重量部および（８）不飽和
カルボン酸またはその話導体で変性されたポリオレフィ
ン（以下、（８）成分という。）０．１〜１０重量部を
配合してなるポリオレフィン樹脂組成物を提供するもの
である。

ここで、（Ａ）成分は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）　　３成
分からなるが（八）成分であるポリプロピレン樹脂は本
発明の樹脂組成物のベースとなるものであり、種々のポ
リプロピレン樹脂を用いることができる。具体的にはプ
ロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンブロック
コポリマー、プロピレン−エチレンランダムコポリマー
、プロピレン−ブテン−１ブロツクコポリマー、プロピ
レン−ブテン−１ランダムコポリマーおよびこれらの混
合物などが挙げられる。ポリプロピレン樹脂の物性に関
して特に制限はないが、メルトインデックス（Ｍｒ）が
３〜５０ｇ／ｌｏ分のものが好ましい。

（ａ）成分の配合量は（Ａ）成分全体の４０〜９２重量
％が適当であり、好ましくは５０〜８７重量％である。

（ａ）成分の配合量が４０重量％未満であると、流動性
や成形性が悪くなり、また、９２重二％を超えると、改
質効果が不十分となる。

次に、（ｂ）成分のガラス繊維としてはｔａ維長１〜１
０ｍ＋ｎのチョツプドストランドであって、無アルカリ
ガラスが好ましく用いられる。特にシラン系化合物を用
いて表面処理したものが好適である。ここでシラン系化
合物としてはビニルエトキシシラン、ビニルトリクロロ
シラン、ビニルトリス−（β−メトキシエトキシシラン
）、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−丁−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
ビス−（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピル
ートリエトキシシランなどが挙げられ、特にアミノシラ
ン系化合物が最適である。表面処理は通常、上記シラン
系化合物とガラス繊維を接触処理すれば良い。接触処理
においては触媒を使用しなくても良いが、好ましくは低
級アルコールと水の混合溶媒を用いて行なう。

（ｂ）成分の配合量は（Ａ）成分全体の３〜４０重量％
が適当であり、好ましくは５〜３０重量％である。（ｂ
）成分の配合量が３重量％未満であると、成形品に対す
るガラス繊維の補強効果が小さく、また４０重量％を超
えると、成形時の流動性や成形性に問題が生じ、好まし
くない。

本発明は（ｃ）成分として平均粒子径０．５〜１０μの
タルクをポリエチレンで被覆した顆粒状タルクを使用す
ることに特色があり、このタルクの使用によってガラス
繊維の破損を防ぐような低剪断混練によっても樹脂組成
物中にタルクを均一に分散することができ、機械的強度
の向上とそりの改善を図ることができるのである。（ｃ
）成分に用いられるタルクは平均粒子径０，５〜１０μ
、好ましくは０．５〜３μ、より好ましくは０．５〜１
．５μのものである。平均粒子径が１０μを超えると、
衝撃強度が低下し、外観不良になると共に剛性の改良効
果も不十分となる。

また、ここで用いるポリエチレンとして特に制限はなく
、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低
密度ポリエチレンなどが使用できるが、Ｍ１３〜１００
　ｇ／ｌｏ分のものが好適である。

特にＭＩ５〜５０ｇ７１０分の高密度ポリエチレン又は
低密度ポリエチレンが好ましい。

顆粒状タルクを製造する方法は、まず所定量のタルクと
ポリエチレンおよび必要により後記するような分散剤、
カップリング剤などを加え、攪拌イｆｉなどで攪拌して
流動状態とする。さらに剪断、混合し、その際に発生す
る攪拌熱により混合物は１８０〜２１０℃程度の温度と
なるので、これによりポリエチレンを微細化、溶融させ
た後、０〜１５℃の玲却糟に移送して顆粒状タルクを得
る。この顆粒状タルクは平均粒子径が５０μ〜３ｍｍで
あり、５ｍｍ以上の粗大粒子の割合は５型皿％以下であ
る。平均粒子径が３ｍｍを超えるものを使用すると、分
散不良となり、また５０μ未満のものを用いると、混練
時にポリマーとの分級が生じるため好ましくない。

顆粒状ｔタルクの組成については、用いるタルクの平均
粒子径によって異なるが、−数的には次のような割合と
なるように定めればよい。まず、タルクの平均粒子径が
０．５μ以上３μ未満であるときは、タルク６０〜８５
重量％、好ましくは６５〜８０重量％、ポリエチレン４
０〜１５重量％、好ましくは３５〜２０重量％である。

タルクの平均粒子径が３μ以上１０μ未満であるときは
、タルク６５〜９０重量％、好ましくは７０〜８５重量
％、ポリエチレン３５〜１０重量％、好ましくは３０〜
１５重量％である。ポリエチレンの配合量が上記範囲を
超えると、顆粒状タルクは粗大な塊となり、また上記範
囲に満たないと、造粒することがでかない。

前述の分散剤としては、たとえばアルカリ金属の脂肪酸
塩（ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウ
ムなど）等があり、ポリエチレンとタルクの合計量１０
０重量部に対して０．１〜５重量部置部添加すればよい
。さらに、タルクの親和性を向上させるために用いるカ
ップリング剤としては、前述したガラス繊維の表面処理
に用いるシラン系化合物がある。このカップリング剤は
ポリエチレンとタルクの合計量１００重量部に対して０
３〜１０重量部添加すればよい。

（ｃ）成分の配合量は（Ａ）成分全体の５〜５０重量％
が適当であり、８〜５０重量％が好ましい。（ｃ）成分
の配合量が５重量％未満であると、成形品のそりの抑制
効果および剛性の改良効果が小さい。

一方、５０重量％を超えると、成形品の衝撃強度の低下
を招来するほか、成形時の流動特性が悪くなり好ましく
ない。

（八）成分は上記各成分を配合、混練することによって
得られる。

本発明の組成物は上記（Ａ）成分に（Ｂ）成分を配合し
てなるものであり、（Ａ）成分１００重量部あたり（Ｂ
）成分０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜６重量
部を配合すればよい。

ここで（Ｂ）成分として用いる不飽和カルホン酸または
その誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂とは不飽和
カルボン酸またはその誘導体によって変性されたポリオ
レフィン樹脂あるいは該変性ポリオレフィン樹脂と未変
性ポリオレフィン樹脂との混合物を意味し、ポリオレフ
ィン樹脂としてはプロピレンホモポリマー、プロピレン
とエチレンなどの他の共重合成分とのブロックコポリマ
ー、ランダムコポリマーなどのポリプロピレン系樹脂が
好ましい。また、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸
、メタアクリル酸、マレイン酸。

フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、ソ
ルビン酸、メサコン酸、アンゲリカ酸などがある。また
、その誘導体としては、酸無水物。

エステル、アミド、イミド、金属塩などがあり、例えば
無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、
アクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル。

マレイン酸モノエチルエステル、アクリルアミド、マレ
イン酸モノアミド、マレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド
、アクリル酸ナトリウム、メタアクリル酸ナトリウムな
どを挙げることができる。

これらの中ではアクリル酸、無水マレイン酸などが好適
である。

これらの不飽和カルボン酸またはその誘導体によってポ
リオレフィンを変性するには、その方法は特に制限され
ず、公知の種々の方法を用いて行なうことかできる。例
えばポリオレフィンと無水マレイン酸等を溶媒の存在下
あるいは不存在下でラジカル開始剤を添加し、加熱する
ことにより行なう。反応に際しては、スチレンなどの他
のビニルモノマーあるいは液状ゴム、熱可望性ゴムなど
のゴム類を共存させることもできる。本発明に用いる変
性ポリオレフィンとしては酸付加量が０．５〜１０重量
％のものが好ましい。

醸述したように、（Ｂ）成分の配合量は（Ａ）成分１０
０重量部あたり０．１〜１０重量部とすべきであり、（
Ｂ）成分の配合量をこの範囲内とすることにより成形品
の曲げ強度、アイゾツト街７強度および熱変形温度を向
上させることができる。

本発明の樹脂組成物は原則的には上記各成分からなるが
、必要により酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤な
どを配合することができる。各成分を配合、混練するこ
とによって目的とする樹脂組成物を得ることかできる。

配合や混練に際して特別な条件はなく、既知の手法を適
用すればよい。

本発明の樹脂組成物はいずれもタルクの分散が均一であ
り、しかも混練を一段の低剪断で行なうことが可能であ
る。そのため、ガラス繊維の破損が少なく、かつ各成分
は熱劣化を受けず、機械的強度、とりわけ曲げ弾性率な
どが改善されたものが得られる。特に、（ｃ）成分とし
てカップリング剤で処理した顆粒状タルクを用いた場合
、該タルクとポリプロピレン樹脂の結合が向上し、機械
的強度が一段とすぐれたものが得られる。

したがって、本発明の樹脂組成物は自動車２弱電分野の
部品の製造に有用であり、たとえばカーヒーター、カー
クーラーのケース：エアークリーナーのケース；冷蔵庫
、　ｔ？ｉｌ除機等の外枠などの製造に好適に用いられ
る。

次に、本発明を実施例により詳しく説明する。

製造例（顆粒状タルクの製造） 高密度ポリエチレン（ＭＩ７ｇ／ｌｏ分）２５重量部、
平均粒子径１．５μのタルク７５重量部およびγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン１重量部を攪拌混合し、
攪拌熱により溶融させた後、常温の相へ没入して平均粒
子径５００μで５ｍｍ以上の粗大粒子が０５重量％であ
る顆粒状タルクを得た。

実施例１〜４ プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ｍｌａ３／＋
ｏ分、エチレン含有ｆｆ１５．８重量％）、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシランでカップリング処理した長
さ３ｍ＋ｎのガラス繊維、上記製造例で製造した顆粒状
タルクおよび変性ポリオレフィンを各々第１表に示す所
定量ずつ配合してトライブレンド後、フルフライトスク
リューを入れた４　０ｍ＋ｎφベント付き押出機にて２
３０℃の温度で混錬し、試験片を得た。この試験片の物
性の測定結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例４において、変性ポリオレフィンを用いなかった
こと以外は、実施例４と同様にして試験片を得た。この
試験片の物性の測定結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例１において、顆粒状タルクの代わりに市販のタル
ク（平均粒子径１５μ）を用いたこと。

変性ポリオレフィンを用いなかったことおよび各成分の
配合量を第１表に示す所定量としたこと以外は実施例１
と同様にして試験片を得たが、タルクの分散が不良であ
った。この試験片についての測定結果を第１表に示す。

比較例３および４ プロピレン−エチレンブロック共ｆｆｔ　合体（実施例
１に同じ）、ガラス繊維（実施例１に同じ）およびタル
ク（比較例２に同じ）を第１表に示す所定量配合し、二
軸混練機を用い、２３０℃で高剪断にて混練し、試験片
を得た。そのため、ガラス繊維が破損し、試験片の曲げ
強度、アイゾツト衝撃強度および熱変形温度が低下した
。測定結果を第１表に示す。

比較例５および６ プロピレン−エチレンブロック共重合体（実施例１に同
し）、ガラス繊維（実施例１に同し）およびタルク（比
較例２に同じ）を第１表に示す所定量配合し、二段ダル
メージ付スクリューを入れた４０＋ｎｍφのベント付押
出機を用い、２３０℃で高剪断で混練し、試験片を得た
。この場合もガラス繊維が破損し、試験片の曲げ強度、
アイゾツト街恩強度および熱変形温度が低下した。物性
の測定結果を第１表に示す。

比較例７ 比較例２において、さらに変性ポリオレフィンを第１表
に示す所定回配合したこと以外は、比較例２と同村にし
て試験片を得た。測定結果を第１表に示す。

比較例８ プロピレン−エチレンブロック共重合体（実施例１に同
じ）７０重量％およびタルク（比較例２に同し）２０重
量％を配合し、２３０℃で高剪断で混練し、ついで得ら
れた組成物にガラス繊維（実施例１に同じ）　１０重型
皿および変性ポリオレフィン０１重量部を加え、フルフ
ライトスクリューを入れた４０ｍ＋ｎφのベント付押出
機で２３０℃で混練し、試験片を得た。得られた試験片
は２度の混練のため、熱劣化により黄変したものであっ
た。測定結果を第１表に示す。

◆ｌ・・・製造例１で製造した顆粒状タルク◆２・・・
（ａ）：マレイン酸付加ｆｆ１４重量％の変性ポリプロ
ピレン （ｂ）：　アクリル酸付加ｆｆ１８重量％の変性ポリプ
ロピレン 中３・・・八ＳＴＭ−Ｄ　７９０に準拠◆４・・・ＡＳ
ＴＭ−０７９０に準拠 ◆５・・−ＡＳＴＭ−Ｄ　２５６　（ノツチ付）に準拠
中６・・−ＡＳＴＭ−０６４８（荷重１８．６ｋｇ／ｃ
ｍ”）に準拠中７・・・配合組成物の混練後の試験片を
外観目視により評価 特許出願人　　出光石油化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（Ａ）（ａ）ポリプロピレン樹脂、（ｂ）ガラス繊
   維および（ｃ）平均粒子径０．５〜１０μのタルクをポ
   リエチレンで被覆した顆粒状タルクよりなる樹脂組成物
   １００重量部および（Ｂ）不飽和カルボン酸またはその
   誘導体で変性されたポリオレフィン０．１〜１０重量部
   を配合してなるポリオレフィン樹脂組成物。 ２）（Ａ）樹脂組成物の配合量が（ａ）ポリプロピレン
   樹脂４０〜９２重量％、（ｂ）ガラス繊維３〜４０重量
   ％および（ｃ）平均粒子径０．５〜１０μのタルクをポ
   リエチレンで被覆した顆粒状タルク５〜５０重量％であ
   る特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ３）（Ａ）樹脂組成物中の（ｃ）平均粒子径０．５〜１
   ０μのタルクをポリエチレンで被覆した顆粒状タルクの
   平均粒子径が５０〜３０００μである特許請求の範囲第
   １項記載の組成物。